造纸化学品.doc

第一章造纸化学品的主要功能:1、改善纸张最终产品或生产中间产品的某些性质；2、为了改善生产操作条件和过程，使生产过程优化，提高设备运行效率；3、印刷用纸的轻量化和印刷方式的多样化。阻碍我国造纸工业发展的主要瓶颈：1、制浆造纸原料不足；2、制浆造纸机械与设备的国产装备水平低，特别是造纸机关键设备的技术水平低；3、清洁生产技术与装备的研发和实施能力不足，对环境的污染还比较严重；4、专用化学品，其质量不高，品种不多，促使我国关键特种纸产品比较低。造纸化学品的抄纸化学品分类：1、功能性助剂。提高产品质量赋予产品一定的使用性能。例如：浆内施胶剂，干强剂，湿强剂，柔软剂，表面施胶剂，表面增强剂；2、过程性助剂。改善生产过程的操作条件，简化生产过程，节能降耗，保证生产连续化。例如：助留剂、助滤剂、树脂障碍消除剂、浆内消泡剂、分散剂。中国制浆造纸工业的发展趋势：1、在生产规模上，技术设备管理理念上应向国际先进水平靠拢；2、中国制浆造纸设备应向大型、宽幅、高速、自动化发展；3、造纸原料由“以草浆为主”逐步转向“以木浆为主”；4、造纸行业应提倡清洁生产。制浆造纸化学助剂：是指在制浆造纸过程中，为了提高纸浆和纸板的某些特性，降低物料消耗和改善操作条件等向主物料中加入少量的化学物质的总称。造纸助剂的主要优点：1、提高生产效率；2、减少原材料的消耗；3、改善产品和半成品质量；4、控制和缓和生产中可能发生的障碍；5、使产品具有某些特殊性质和功能。制浆造纸助剂优点：1、性能稳定性；2、使用过程中不会产生副作用；3、用量小；4、使用方便，作用效果好；5、环保性。助剂使用方法：1、直接添加法；2、表面涂饰法；3、浸渍法。助剂发展趋势：（武倩手打组祝大家考试顺利）1、开发高效、低污染和合成聚合物；2、由酸性用助剂向中性用助剂发展；3、大力发展功能性和过程性助剂且由单元组分向多元复配；4、大力发展直面处理和涂布用化学用品；6、根据国情，大力发展适用非木材纤维用的造纸助剂。第二章制浆化学助剂：在制浆过程中，用于提高制浆效率，减少制浆中原材料消耗，提高纸浆质量、消除过程障碍所加入的化学物质。蒸煮助剂分类：无机类：（氧化性）多硫化钠、亚硫酸钠；（还原性）硼氢化钠，还原碳水化合物糖醛基末端基到伯醇基135以上会分解，一般在80左右使用对半纤维素的保护作用大于XWS，连二亚硫酸钠加快脱木素保护碳水化合物。有机类：不饱和脂肪酸二甲基酰胺，蒽醌及衍生物，硝基苯，羟胺。蒸煮助剂作用原理和目的：原理：1、加快蒸煮液渗透作用；2、参与蒸煮反应保护碳水化合物；3、改善蒸煮条件。目的：1、加快脱木素；2、保护纤维素和半纤维素；3、加快蒸煮效率。AQ的作用机理：（武倩手打组祝大家考试顺利）1、氧化碳水化合物的还原性末端基，使之变为羧基，避免了剥皮反应的发生；2、生成的蒽氢醌溶解在碱液里，变为蒽酚酮离子，然后与木素起反应，木素酚型单元的C活化而显正电荷，使芳基醚键减弱而断开，木素大分子变为小分子溶出（加快脱木素，自身还原），AQ在化学制浆中 起氧化还原催化作用。AQ的应用：用量：越高，效果越好，但价格贵，国内草浆一般不超过0.1%，一般为0.05%。使用方法：AQ：Na2S2O4：NaoH=1:3.5:4的溶液。AQ的作用效果：1、浆硬度相同时，加入AQ，浆得率提高，蒸煮时间所点；2、浆质相同，加入AQ，用碱量下降；3、其他条件相同，加入蒽醌相当于提高蒸煮温度10；4、仅在碱性条件下起催化作用，换成Na2CO3时效果会减弱；5、不同制浆方法，加入AQ效果不同；6、原料不同，加入AQ效果不同。流失的AQ对黑液碱回收是否有影响：（武倩手打组祝大家考试顺利）蒸煮助剂残余物不会造成 后续碱液回收困难，但无法避免的是助剂的使用使黑液木素浓度降低，使得黑液燃烧值降低，对碱回收带来影响。AQ的副作用：1、结垢；2、可能具有致癌作用。多硫化钠的优点：1、提高得率；2、减少碱回收的负荷；3、与蒽醌并用可制得低卡伯值的未漂浆；4、工程投资费用低。绿氧作用原理及作用效果：原理：1、（活化剂、催化剂）分子中加入磺酸基，加快药液渗透，缩短蒸煮时间；2、（保护剂）可在纤维表面形成保护膜，保护碳水化合物降解；3、（络合剂）能与蒸煮液中发色金属离子发生络合反应，屏蔽发色基团得浆色浅，易漂。作用效果：1、高效无毒自动降解；2、缩短蒸煮时间，提高制浆能力；3、浆颜色浅，白度高，易漂；4、得率高强度大。与AQ相比绿氧的特点：1、较易溶于水，可产生更均匀混合；2、蒸煮得率更高；3、成浆白度更高，易漂，且蒸煮均匀性好；4、垢层易洗；5、易洗涤，滤水性好；6、便宜。树脂控制剂种类：1、滑石粉。降低树脂的表面能量，使树脂失去其特有的特性，这样就抑制了树脂的粘附 、聚结和沉积，加入点：硫酸盐，漂白稀释中和池，机械浆化机浆，成浆池和抄纸贮浆池；2、硫酸铝。加入点：一般采用多点加入：a保证足够水解时间；b使聚合物不分离。作用原理：铝离子可以吸附在树脂表面形成稳定的表面树脂从而避免聚集和沉积；3、表面活性剂是离子型表面活性剂。对比滑石粉和硫酸盐表面活性剂：1、滑石粉：吸附胶体树脂，使其留着在纸页中，从而避免树脂沉积在设备表面。优点:价格便宜；缺点：设备磨损，用量多；2、硫酸铝：pH范围较窄，主要用于机械浆生产新闻纸。缺点：pH低，腐蚀性大，不宜用CaCO3做填料 ，易产生泡沫，影响新闻纸白度和脆性；3、表面活性剂及螯合剂：a效果好但价格贵，不利于白水循环；b用量过高影响施胶，导致泡沫性。缺点：不能留在纸浆中而进入白水循环系统，产生累积。简述树脂障碍控制方法和原理：（武倩手打组祝大家考试顺利）控制方法：1、工艺控制。风化木材，充分洗涤，比卖弄泡沫的产生和积聚；2、机械控制法。利用机械设备，浆树脂或细小组分分离出来。3、化学控制法。加入滑石粉，表面活性剂，固着剂，使树脂吸附在XW上货稳定分散在浆水体系中。4、生物控制法。脂肪酸水解甘油三酸酯，细菌处理，减少木片表面树脂道，薄壁细胞中的树脂，不降低白度。树脂危害（纸浆悬浮液）：1、树脂可单独以交替颗粒状态在设备上沉积；2、树脂可以同纤维、薄壁细胞一起粘附在设备表面；3、树脂还可同系统中的钙离子形成钙皂而沉淀。滑石粉的作用机理：滑石粉具有吸油性，因而可以吸附系统中憎水性的胶状树脂，降低树脂表面能量，使树脂失去其特有黏性，这样就抑制了树脂黏粘、聚集、沉积。第三章（武倩手打组祝大家考试顺利）造纸湿部化学是论述造纸配料中各组分在纸机网布滤水、留着、成形、白水循环过程中相互作用规律的科学，关系到纸机操作性能和最终产品的质量。湿布化学注意四个问题：化学平衡问题；颗粒比表面积；表面电荷和溶解电荷作用；干扰物质负面影响。纸强度性质：抗张强度、抗撕裂强度、耐折强度、耐破强度、表面强度、抗压强度、内结合强度。氨基磺酸的应用：1、主要用于次氯酸盐单段漂中；2、加入量为有效氯的3%4%时效果最好；3、降低漂液用量，提高得率。制浆造纸过程中树脂的物理状态：1、表面树脂；2、内部树脂；3、胶状树脂；4、溶解树脂。增干强剂的机理：1、提高纤维间的结合数目：干强剂表面具有很多的游离羟基，所以能够提供更多的氢键结合，增加单位面积上的氢键个数，增大结合面积；2、改善纸业成形：改善成形，匀度提高，结合点分散，就越均匀，越易结合；3、提高细小纤维的留着：化学浆与含量有关，细小组分含量较低时能增强。机械浆细小组分对强度影响很明显。理想增干强剂特点与类型：特点：1、线性大分子能使纤维与纤维靠的更近；2、具有强的黏性。3、易于留着。类型：阳离子（阳离子淀粉，CPAM），阴离子（APAM,CMC）。增湿强剂脲甲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂所具有的优点：1、一般来说前者便宜；2、党纸暴露于某些化学品时，她们能够保持湿强度；3、湿强度度pH的依赖性较小；4、前者熟化较快，因此新生产纸有高湿强度；5、后者比前者应用效果好。PAM作为干强剂的应用和特点：特点：1、高分子现象；2、溶于水；3、高分子量。应用：1、弱阴离子PAM比阳离子PAM可获得更好增强效果；2、加入点及加入方式，加入点：A越早越好；B配浆池。加入方式：A尽量短时间混合均匀；B多点注射添加最好。3、用量：一般为0.2%0.5%；4、薄页纸中加入PAM；5、体系电荷，APAM必须和正电物质合用。CAPM电荷弱时也应与正电物质合用。羧甲基纤维素（CMC）的特点及应用优点：特点：1、易溶于水，形成中性或是微碱性的透明的黏胶状；2、可逾期保存不变质；3、对热稳定，注意T180时粘度下降。应用优点：1、改善纸张匀度（CMC是负电性）；2、改善纸张的物理强度，CMC中含有的羧甲基可与纤维上的OH基反应，发生化学水合作用，增加了纤维间的键的结合力；3、具有浆内施胶作用，可给纸页带来一定的施胶度，对松香胶和AKD等施胶有保护作用；4、改善系统的留着性，CMC分子中OH与阳离子助剂形成共价键，在一定范围内形成网状结构，从而留着更多的纤维和填料。增湿强剂必须具备的四个特征：1、必须是聚合的并能增加纸的机械强度，保护纤维与纤维之间的结合，防止润胀和破坏；2、必须为阳离子的能与带负电的纤维进行吸附，以便迅速的完成留着；3、必须为水溶性的或能够分散的，保证整个纸料中的均匀分布；4、能够形成化学网络结构，以便使纸能抗拒水润胀。增湿剂的类型：三聚氰胺甲醛树脂（MF树脂）、尿醛树脂（UF）、聚酰胺多胺表氯醇（PAE树脂）。助留剂的留着方式：1、机械截留；2、胶体聚集。 助留剂的作用机理：1、电荷中和。中和静电，减少排斥，一般为低分子量，高电荷密度物质；2、补丁效应。阴离子形成局部正电，产生正负电荷吸附，一般为中等分子量的高电荷密度物质；3、架桥絮凝。主要是高分子量、低中电荷密度物质；4、网络絮凝。形成致密网络，捕捉细小物质。影响留着的因素：1、聚合物的离子类型和相对分子质量，分子量高，留着效果好，但易带来助滤剂的作用机理：1、缩小浆料中固形物的总表面积；2、增加滤水通道。影响浆料滤水因素：1、浆料的保水值，保水值增大，滤水性下降；2、浆种温度。温度升高，表面张力降低，粘度下降，滤水性升高；3、表面活性剂。表面张力下降，滤水性升高，但强度下降；4、浆料中空气。细小组分和胶体物质会增大滤水阻力，空气堵塞水流孔隙；5、絮凝。小、紧密的絮团利于滤水；大、疏松的絮团不利于滤水。浆内施胶与表面施胶的区别：浆内施胶：主要用于提高纸张抗水性，降低纤维表面能，提高纸张抗水性能，抗水性能持久，成本高，涉及留着率，工艺要求复杂。表面施胶：主要用于提高纸张表面性能，降低纸张表面能，提高纸张抗水性能，抗水性能持久性差，成本低不涉及留着工艺，要求简单。表面施胶对改善纸张性能的作用：1、提高之和纸板的印刷性能；2、改善之和纸板的抗油和抗水性能；3、提高纸和纸板的物理强度；4、提高纸张耐久性和耐磨性；5、减少纸张的两面差；6、表面施胶可节省胶料。酸性施胶剂与碱性施胶剂的区别：酸性：分散松香胶皂化松香胶不需要熟化施胶，施胶度容易控制。碱性：AKD，施胶后需要熟化，施胶度不易控制。ASA（烯基琥珀酸酐）施胶剂的优缺点：优点：1、与纤维反应速度快；2、对纤维填料不敏感；3、允许系统的pH值降至5.5；4、可以抵抗热的渗透。缺点：1、容易水解产生沉积问题；2、需要现场乳化和计量装置；3、在高填料含量的情况下，施胶困难；4、相对于松香胶和AKD，其印刷性差。与松香胶相比，纤维反应型施胶剂的优点：1、可少用或不用硫酸盐；2、操作pH7；3、可用碳酸钙填料；4、纸张强度好；5、白水回用方便；6、减少AL(SO4)3造成的沉积物；7、减少腐蚀。增光增白剂的原理、分类及以后的发展趋势：原理：吸收紫外线，产生跃迁，发生荧光。分类：根据分子内磺酸根的多少分为2S型和4S（O）型4S(b)型6S型。发展趋势：利用表面增白代替浆内增白。优点：成本低。湿强树脂的优缺点：1、脲甲醛：优点、成本低，损纸易碎浆，能用于松香矾土施胶系统；缺点、刚下机的纸熟化度低，半持久湿强度，用于低pH范围，释放甲醛蒸汽。2、三氯氰胺甲醛：优点、刚下机的纸熟化度高，很高的湿强度和干强度；缺点、对硫酸盐离子蜜柑，固含量低，释放甲醛。3、乙二醛：优点、可以提高干强度，刚下机纸熟化程度高，容易再制浆；缺点